机器人开发人员长期以来一直在寻求具有生物启发性的设计来寻求新颖的推进方式。丰桥工业大学机械工程系副教授Tomoaki Mashimo博士和剑桥大学工程系机器人学读者Iida Fumiya Iida博士的研究团队已成功开发出水le形的机器人“LEeCH,”可以爬垂直墙。
水蛭—纵向可扩展连续体—灵感来自动物子类Hirudinea。它具有一个柔性主体(由用于淋浴软管的材料制成)和两个吸盘。机器人可以像水ech一样无约束地伸长和弯曲身体。
由于其灵活的车身结构和吸盘,该机器人成功爬上了垂直的墙壁,甚至到达了墙壁的另一侧。研究 已出版 在 软机器人,美国科学杂志,于2019年3月27日发布。
爬壁机器人具有广泛的潜在应用,包括建筑物检查和维护以及在灾难现场的搜索和救援任务。垂直向上垂直爬墙相当容易。但是,实际上,机器人可能必须在墙壁上的障碍物(例如台阶)上导航并过渡到具有不同方向的墙壁。
最困难的任务是到达墙的另一侧。能够爬升到墙顶的机器人在穿越山顶到另一侧时必须面对极大的困难。
该团队开发了一款受陆地水inspired启发的机器人,这些水自然是优秀的登山者。通常在森林或山脉中发现的陆地水can可以在物体两端和柔软的可伸展物体上使用两个吸盘在复杂的地形和墙壁上移动。它们的身体是如此轻巧柔软,以至于不受高空坠落的严重损害。

拟议的攀爬机器人示意图。 (a)真正的水ech。 (b)水e。克里特(Cretid):丰桥工业大学
该团队使用淋浴软管的管结构设计了一种新的运动机制,以模仿水ches的优势,即轻巧,灵活和可扩展。
挠性管具有金属板,该金属板具有螺旋形缠绕的S形轮廓,已在一般家庭中使用。齿轮与管子表面上的螺旋槽啮合。挠性管通过旋转运动来回移动。 LEeCH机器人的主体由三个并联连接的挠性管组成。通过控制由齿轮送入的每根挠性管的长度,主体可以弯曲或伸长。
LEeCH机器人成功地在垂直墙上完成了向上/向下攀爬和水平过渡。通过结合这两个过渡,机器人可以在二维壁面上自由移动。机器人’具有较大变形的柔性主体使其能够从垂直壁的一侧过渡到另一侧。这就是世界’在发展中的第一个成就 柔软的 灵活的机器人,可以在墙上自由移动。
灵感来自淋浴
“我在房子的浴室里想到了这个主意,”博士课程的学生,该研究的主要作者Ayato Kanada说。“当我无意间打开水龙头时,淋浴软管就像是有自己的生命一样疯狂。然后我想到了一个想法,如果我可以操纵软管,那么我也许可以制造出具有动态生物运动能力的机器人。”
为了充分利用淋浴软管的中空结构,研究小组正在考虑通过将流体倒入空腔来改变管子刚度的可能性。具有灵活的身体结构的机器人不仅高度适应环境,而且高度防撞,并且可以与人类安全协作。
英国JSPS研究研究员(No. 17J04776)的补助金支持了这项工作。’日本工程与物理科学研究委员会(EPSRC)DTP奖项1476475和RG92738,以及Mathworks Ltd RG90950378。第一作者Ayato Kanada得到了日本学术振兴会主导的研究生院计划的支持教育,文化,体育和科学技术部。
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